Comment le Séisme de 1964 en Alaska a secoué la science
Choc principal et répliques :
Le 27 mars 1964, à 17 h 36 (03 h 36 3/28 UTC), un grand tremblement de terre de magnitude 9,2 (magnitude instantanée) s’est produit dans la région de Prince William Sound en Alaska. L’épicentre se trouvait à environ 10 km à l’est de l’embouchure de College Fiord, à environ 90 km à l’ouest de Valdez et à 120 km à l’est d’Anchorage. L’épicentre était situé à Lat. 61.04N, Long. 147.73W, à une profondeur d’environ 25 km. Ce tremblement de terre est le deuxième plus grand tremblement de terre jamais enregistré dans le monde après un tremblement de terre de M9,5 au Chili en 1960. La durée de la rupture a duré environ 4 minutes (240 secondes).
La zone de réplique de ce tremblement de terre avait une largeur d’environ 250 km et s’étendait sur environ 800 km de Prince William Sound à l’extrémité sud-ouest de l’île de Kodiak. La secousse principale et ses répliques se sont produites sur une faille qui fait partie de la frontière entre les plaques Pacifique et nord-américaine. Des milliers de répliques ont été enregistrées dans les mois qui ont suivi la secousse principale. Le premier jour, il y a eu 11 répliques d’une magnitude supérieure à 6,0 ; dans les trois semaines suivantes, il y en a eu 9 de plus. De plus petites répliques se sont poursuivies pendant plus d’un an.
En plus des dommages dans la région épicentrale immédiatement après le séisme, des ondes sismiques de longue période ont parcouru la Terre pendant plusieurs semaines. Fondamentalement, la terre entière a vibré (sonné) comme une cloche d’église pendant cette période. Des États aussi éloignés que le Texas et la Floride ont été touchés par des mouvements verticaux allant jusqu’à 5 à 10 cm.
Légende de la carte : cette carte montre l’emplacement du tremblement de terre de 1964 : étoile – épicentre, cercles ouverts – répliques se sont produites dans un délai d’un mois après le choc principal, ligne noire continue – estimation de l’étendue de la faille rompue à partir de l’inversion de la forme d’onde sismique (Christensen et Beck, PAGEOPH , 1994). Les lignes rouges sont des failles cartographiées.
Rapports de feutre : 
La zone où il y a eu des dégâts importants couvrait environ 130 000 kilomètres carrés. La zone dans laquelle il a été ressenti était d’environ 1 300 000 kilomètres carrés (tout l’Alaska, certaines parties du Canada et au sud jusqu’à Washington). La durée de quatre minutes de secousse a déclenché de nombreux glissements de terrain et avalanches. Des dommages structurels majeurs se sont produits dans de nombreuses grandes villes de l’Alaska. Les dommages ont totalisé 300 à 400 millions de dollars (dollars de 1964).
Le nombre de décès dus au tremblement de terre s’est élevé à 131 ; 115 en Alaska et 16 en Oregon et en Californie. Le nombre de morts était extrêmement faible pour un séisme de cette ampleur en raison de la faible densité de population, de l’heure de la journée et du fait que c’était un jour férié, et du type de matériau utilisé pour construire de nombreux bâtiments (bois).
Une grande partie des dégâts et la plupart des vies perdues étaient dues aux effets des vagues. Celles-ci étaient principalement de deux types : le tsunami de vagues de haute mer, généré par un mouvement à grande échelle du fond marin ; et la vague locale, générée par les glissements de terrain sous-marins dans les baies des fjords.
Le tsunami de 1964 en Alaska a été le deuxième plus important jamais enregistré, juste après celui causé par le tremblement de terre de 1960 au Chili (4 mètres à Sitka). Sur les 119 décès attribuables aux effets de l’océan, environ un tiers étaient dus au tsunami en pleine mer : 4 à Newport Beach, Oregon ; 12 à Crescent City, Californie ; et environ 21 en Alaska. Les vagues locales ont fait au moins 82 morts. La hauteur maximale signalée pour ces vagues était de 70 mètres à Valdez Arm.
Les découvertes géologiques ont transformé notre compréhension de la Terre.
Dans les années 1960, les géologues pensaient que des failles droites de haut en bas (verticales) délimitaient le bord des continents, similaires à la faille de San Andreas qui traverse la Californie. En 1965, Frank Press, qui deviendrait conseiller scientifique de quatre présidents et directeur du laboratoire sismologique de Caltech, a déclaré qu’une faille verticale s’étendant de 9 à 125 miles (15 à 200 kilomètres) de profondeur avait provoqué le tremblement de terre du Grand Alaska. Son modèle a été publié le 15 mai 1965 dans le Journal of Geophysical Research. Un mois plus tard, le géologue de l’USGS, George Plafker, lui a donné tort.
En tant que géologue de l’USGS, Plafker avait étudié la géologie de l’Alaska chaque été depuis 1953. Mais il était à Seattle lorsque le tremblement de terre de 1964 a frappé. Après que Plafker ait entendu que la Space Needle s’était balancée alors que les ondes sismiques passaient, il a appelé son patron à Menlo Park, en Californie, recommandant une réponse immédiate. Tout tremblement de terre suffisamment important pour secouer la Space Needle depuis l’Alaska doit intéresser l’USGS, a-t-il déclaré.
[Vidéo : Le grand tremblement de terre de 1964 en Alaska]
« J’ai suggéré que nous nous y rendions rapidement avant que tout ne soit rasé au bulldozer par les ingénieurs », a déclaré Plafker.
Les travaux de Plafker sur le tremblement de terre de 1964 ont résolu un élément clé du puzzle de la tectonique des plaques : comment les plaques océaniques se recyclent au niveau des ceintures de collision appelées zones de subduction. Dans une zone de subduction, une plaque se courbe sous une autre plaque et s’enfonce dans le manteau, la couche la plus chaude sous la croûte.
« Avant le tremblement de terre de 1964, nous n’avions pas de théorie unificatrice sur le fonctionnement de la terre », a déclaré Peter Hauessler, géologue de recherche à l’USGS. « Le tremblement de terre de 1964 a été la première fois que les gens ont compris qu’il y avait des endroits appelés zones de subduction qui produisent ces tremblements de terre vraiment énormes. »
Mais en 1964, les géologues pensaient que la plaque du Pacifique tournait dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Dans ce scénario, aucune nouvelle croûte n’a été créée sur les crêtes volcaniques sous-marines, et aucune ancienne croûte n’a été poussée sous les continents dans les zones de subduction. (La rotation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre était un concept créé pour expliquer les centaines de kilomètres de décalage récemment découverts le long de la faille de San Andreas.) Cependant, ce modèle n’a pas expliqué une observation étrange : là où certaines plaques se rencontrent, les tremblements de terre s’approfondissent, définissant un léger -plan plongeant.
« George a découvert qu’ils étaient poussés sous les continents. Il a résolu cette incroyable énigme qui a déclenché une compréhension de ce qui arrive à la plaque du Pacifique lors de sa subduction. »
Sous le sud de l’Alaska, la plaque du Pacifique plonge sous la plaque nord-américaine, broyant vers le nord-ouest à une vitesse de 2,3 pouces (5,8 centimètres)
Par an. Le frottement entre les deux plaques les fait se verrouiller. Même si elles sont verrouillées, les plaques continuent de bouger, comprimant la croûte comme des ressorts. Là où les plaques se verrouillent, elles se déforment et se déforment, comme un morceau de tapis qui se froisse à une extrémité. En raison de cette compression, certaines zones de la côte de l’Alaska se sont déformées vers le bas avant le tremblement de terre et d’autres se sont bombées vers le haut.
Lors du tremblement de terre de 1964, des sections géantes de côtes se sont levées ou sont tombées à mesure que chaque plaque se détendait et relâchait les siècles de compression. La rupture a été comme détacher un morceau de velcro, avec un segment de la zone de subduction de 580 miles de long (930 km) sur 100 miles (160 km) de long tremblant à plus de 100 miles à l’heure (160 km/h).
Plafker a conclu que le motif ne pouvait être causé que par une faille cachée, relâchant la tension à environ 15 km sous la surface. Ils n’ont jamais trouvé de rupture de surface significative d’une faille verticale, juste des fissures mineures de failles secondaires. Les résultats ont été publiés dans la revue Science le 25 juin 1965.
« Si vous faites les choses correctement, vous pouvez révéler certains des secrets de la nature », a déclaré Plafker.
Les répliques ont également confirmé les conclusions. Suite à la méga-poussée massive de mars, de petits tremblements de terre ont secoué la plaque qui coule sur toute sa longueur. La détection de ces tremblements de terre avec des sismomètres a montré que la plaque du Pacifique était pliée sous la plaque nord-américaine. (Avant mars 1964, l’Alaska n’avait que deux des instruments de détection des tremblements de terre – un à Fairbanks et un à Sitka. Un réseau plus important a été installé après le tremblement de terre.)
Et avec le recul, les chercheurs peuvent inspecter l’enregistrement sismique du tremblement de terre de 1964 et voir le schéma d’un tremblement de terre de zone de subduction caché dans les rayures des aiguilles. Le schéma suggère qu’un bloc pousse sur un autre, et non le mouvement de haut en bas d’une faille verticale.
Dangers futurs
Après le naufrage du littoral, les arbres ont commencé à mourir lorsque l’eau salée et le limon ont envahi leurs racines, créant des forêts fantômes encore visibles aujourd’hui. Des décennies plus tard, ces forêts fantômes de l’Alaska ont permis de comprendre que la zone de subduction de Cascadia au large de Washington avait également subi un tremblement de terre de magnitude 9 en 1700.
« Le tremblement de terre de 1964 a donné naissance à la détection moderne des séismes de méga-poussée », a déclaré Haussler. « Les modèles ont maintenant été reconnus dans de nombreuses autres régions. »
Les îles surélevées et les cimetières d’arbres le long de la côte de l’Alaska suggèrent que des tremblements de terre de mégathrust similaires au tremblement de terre de 1964 se produisent tous les 330 à 900 ans. Mais les géologues sont plus préoccupés par les dangers auxquels les Alaskiens sont confrontés à cause de tremblements de terre plus fréquents et plus petits le long de la zone de subduction des Aléoutiennes, entre la magnitude 7 et la magnitude 8.
Le sismologue d’État Michael West pense que les Alaskiens sont devenus trop laxistes face aux risques sismiques.
« Après le tremblement de terre de 1964, il y avait une compréhension viscérale des dangers auxquels nous étions confrontés, et je pense que nous avons un peu perdu cet avantage », a-t-il déclaré.
À Anchorage, des sols humides et limoneux se sont liquéfiés et un énorme glissement de terrain a détruit 75 maisons en 1964. Maintenant connu sous le nom d’Earthquake Park, le glissement de terrain de Turnagain Heights est l’endroit où des enfants et des maisons ont été engloutis dans le sol fissuré. Certaines des maisons les plus chères de la ville ont glissé dans l’océan sur des sols liquéfiés. Pourtant, les gens ont été autorisés à reconstruire le long de la falaise.
Un sol saturé peut être raide lorsqu’il est immobile et retenir les maisons et les bâtiments. Mais quand il secoue, le sol s’agite comme de la gélatine et se comporte comme un liquide. Les deux tiers de la population de l’Alaska vivent au-dessus de ces mélanges.
Depuis le tremblement de terre de 1964, les géologues ont appris que la vitesse des secousses sismiques joue un rôle important dans la destruction due à la liquéfaction . La secousse de 1964 a été longue et lente, au lieu de la secousse rapide et à haute fréquence similaire à Christchurch, en Nouvelle-Zélande, qui a tué 185 personnes avec un séisme de magnitude 6,1 en 2011. Christchurch et l’Alaska partagent des mélanges similaires de sédiments non consolidés, a déclaré West. Le tremblement de terre a également prouvé le lien entre les séismes de zone de subduction et les tsunamis. Le mouvement du fond marin pendant le tremblement de terre pousse la mer, lui donnant une grande claque qui se traduit par un raz de marée massif.
Pour un tremblement de terre et un tsunami plus importants que tout autre au cours de la dernière décennie, le nombre de morts était remarquablement bas, à seulement 131 personnes. Dans tout le sud-est, les pires dégâts n’ont pas été causés par les secousses du sol, mais par la rupture du sol, les tsunamis et les glissements de terrain. L’État comptait peu d’habitants et ils vivaient dans des bâtiments à ossature de bois de faible hauteur, les plus résistants aux secousses.
Sur les 119 décès attribuables aux vagues océaniques, environ un tiers étaient dus au tsunami en pleine mer : quatre à Newport Beach, Oregon ; 12 à Crescent City, Californie ; et environ 21 en Alaska. Les dommages les plus terribles ont été causés par des tsunamis déclenchés par des glissements de terrain sous-marins, alors que d’épais tas de sédiments se sont effondrés et ont glissé pendant le tremblement de terre. Dans certains cas, ces vagues ont frappé avant la fin du tremblement de terre, balayant des villages entiers. Quatre-vingt-deux des gens ont été tués par ces « vagues locales ».
« Les victimes de Seward, Chenega, Valdez et Whittier ont à peine eu une chance. Le tsunami les a submergés en quelques secondes », a déclaré West.
À Seward, la zone d’inondation du tsunami, où l’eau a détruit la ville et les quais, a été transformée en parc et en terrain de camping public. Mais de nouveaux développements se sont glissés dans la zone inondable ces dernières années, suscitant un débat sur la sécurité et les risques de tsunami.
Au cours des 50 dernières années, les Alaskiens ont subi des dizaines de tremblements de terre puissants qui auraient dévasté d’autres États, comme un tremblement de terre de magnitude 7,9 en 2002 et un tremblement de terre de 7,5 en 2012.
« Si vous ne faites pas attention, le message à retenir est que ces grands tremblements de terre ne font de mal à personne en Alaska », a déclaré West. « C’est extrêmement naïf. » 
En 1964, le centre-sud de l’Alaska a été secoué par le plus grand tremblement de terre d’Amérique du Nord. Avec une magnitude de 9,2, il a libéré plus de deux fois l’énergie du tremblement de terre de 1906 à San Francisco. Son épicentre se situait près de Price William Sound, le long d’une faille de chevauchement de 1 000 km où la plaque Pacifique passe sous la plaque nord-américaine. Le tremblement de terre a incliné au moins 120 000 km². Certaines terres ont été soulevées localement jusqu’à 25 m. D’autres terres ont coulé jusqu’à 2,5 m. Le choc a été ressenti sur près de 1 300 000 km². Des glissements de terrain sous-marins ont provoqué des tsunamis qui ont fait 122 des 131 morts et des dégâts côtiers. Le coût des dommages matériels était d’environ 311 millions de dollars. Les dégâts du tsunami ont atteint Crescent City, en Californie. Des dizaines de milliers de répliques ont été enregistrées par la suite.
https://www.livescience.com/44411-1964-alaska-earthquake-anniversary-science.html
https://earthquake.alaska.edu/earthquakes/notable/1964-m92-great-alaskan-earthquake
https://www.history.com/topics/natural-disasters-and-environment/1964-alaska-earthquake